論文の概要: Photon pair generation from lithium niobate metasurface with tunable spatial entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.16439v1
• Date: Thu, 31 Aug 2023 03:58:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-01 17:50:28.523645
• Title: Photon pair generation from lithium niobate metasurface with tunable spatial entanglement
• Title（参考訳）: 波長可変空間絡み合いを有するニオブ酸リチウムメタサーフェスからの光子対生成
• Authors: Jihua Zhang, Jinyong Ma, Dragomir N. Neshev, Andrey A. Sukhorukov
• Abstract要約: 空間的絡み合いを持つ2光子状態は、量子力学の基本法則をテストするための必須資源である。 ここでは, 極薄非線形リチウムニオブ酸リチウム準曲面が空間的に絡み合った光子対を生成し, 均一に調整できると予測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Two-photon state with spatial entanglement is an essential resource for testing fundamental laws of quantum mechanics and various quantum applications. Its creation typically relies on spontaneous parametric down-conversion in bulky nonlinear crystals where the tunability of spatial entanglement is limited. Here, we predict that ultrathin nonlinear lithium niobate metasurfaces can generate and diversely tune spatially entangled photon pairs. The spatial properties of photons including the emission pattern, rate, and degree of spatial entanglement are analysed theoretically with the coupled mode theory and Schmidt decomposition method. We show that by leveraging the strong angular dispersion of the metasurface, the degree of spatial entanglement quantified by the Schmidt number can be decreased or increased by changing the pump laser wavelength and a Gaussian beam size. This flexibility can facilitate diverse quantum applications of entangled photon states generated from nonlinear metasurfaces.
• Abstract（参考訳）: 空間的絡み合いを持つ2光子状態は、量子力学および様々な量子応用の基本法則をテストするための必須資源である。 その生成は通常、空間の絡み合いのチューナビリティが制限されたバルク状非線形結晶における自発的パラメトリックダウンコンバージョンに依存する。 ここでは,超薄型非線形ニオブ酸リチウムメタサーフェスが空間的に絡み合った光子対を生成し,多彩に調整できると予測する。 放射パターン、速度、空間エンタングルメントの度合いを含む光子の空間特性は、結合モード理論とシュミット分解法により理論的に解析される。 メタサーフェスの強い角分散を利用することで、ポンプレーザ波長とガウスビームサイズを変化させることでシュミット数で定量化された空間絡み合いの程度を減少または増加させることができることを示す。 この柔軟性は非線形な準曲面から生じる絡み合った光子状態の様々な量子応用を促進することができる。

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